由于Mg原子在GaN中的激活效率较低,为了实现高空穴浓度的p型材料,必须进行高浓度的Mg掺杂。 L7806CV-DG而在热力学平衡的条件下,GaN中的Mg杂质浓度存在一个最大值,即Mg在G焖中的溶解度存在一个极限值ul】。当掺杂浓度达到一定程度后,再增加杂质浓度,Mg杂质会在G瘀中形成Mg3N2。因此溶解度的限制是p型GaN材料发展的一大阻碍。

   电离能

   电离能是杂质电离需要的能量,也即杂质激活所需要的能量。在一定温度下,电离能决定着杂质电离的比例,D.ac为电离杂质比例;ⅣA为受主浓度;蜘为价带有效状态密度;删A为电离能;妩为玻耳兹曼常数;r为温度。

   我们可以看出:随电离能的增大,杂质电离的比例成指数比例变小。在室温下,Mg在G瘀中的电离能非常大,约为⒛0mcV,由式(⒉34)计算可知,杂质的电离率仅为1%,这就意味着,在假定材料质量不变坏的前提下,如果要实现p型GaN空穴浓度为101:cln3,需Mg的掺杂浓度至少达到1020㈨尸。